СОДЕРЖАНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОРОСТКОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) ИЗ СЕМЯН, ОБРАБОТАННЫХ ОЗОНОМ

  • Irina S. Kapustina Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук https://orcid.org/0000-0001-5159-9816
  • Alexander V. Lazukin Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"
  • Vadim N. Nurminsky Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук https://orcid.org/0000-0003-1265-1639
  • Olga I. Grabelnykh Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук https://orcid.org/0000-0003-4220-6608
  • Natalia V. Ozolina Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук https://orcid.org/0000-0002-0436-8166
  • Veronika V. Gurina Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук https://orcid.org/0000-0001-7552-0818
  • Ekaterina V. Spiridonova Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук https://orcid.org/0000-0001-7440-5658
Ключевые слова: жирные кислоты, озон, пшеница, предпосевная подготовка, семена

Аннотация

Обоснование. В настоящее время в сельском хозяйстве идет подборка безопасных для окружающей среды технологий предпосевной обработки семян пшеницы. Озон, аллотропная форма кислорода, обладает высокой реакционной способностью, выступает как эффективный инсектицид, способствует оздоровлению семян, снижению зараженности почвы. Воздействие озоном на семена входит в группу перспективных технологий по повышению качества всходов. Известно, что полевая всхожесть озимой пшеницы в зависимости от окружающих условий может быть менее 50% и поэтому важно качество всходов.

Цель. Оценить влияние разных концентраций озона на морфологические показатели и синтез жирных кислот (ЖК) в проростках пшеницы озимой.

Материалы и методы. Объектом исследования являлись семена мягкой озимой пшеницы сорта "Иркутская". Озонирование проводилось при концентрациях озона 2, 4, 6 и 8 г/м3 и экспозициях 15, 30, 45 и 60 мин на каждой из концентрации. Проращивание обработанных и контрольных семян проводили в течение трех суток в темноте в термостате (24±1°С). На третьи сутки измеряли морфометрические характеристики. Экстракцию липидов из побегов и корней проводили по методу Bligh, Dyer [14]. Метиловые эфиры жирных кислот липидов анализировали методом хромато-масс-спектрометрии. Статистическая обработка данных проведена с помощью языка программирования R, программы SigmaPlot v. 12.5.

Результаты. Концентрации озона 2, 4, 6 г/м3 оказывают стимулирующее действие – увеличивается длина побега и корня. При концентрации озона 8 г/м3 длина побега и корня уменьшается.

В содержании ЖК наблюдается общая тенденция, в побегах проростков идет снижение, а в корнях – увеличение ненасыщенности липидов.

Заключение. Концентрации озона до 8 г/м3 подходят для предпосевной обработки семян и улучшают показатели всходов.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Irina S. Kapustina, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук

к.б.н., старший научный сотрудник

Alexander V. Lazukin, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"

к.т.н., старший преподаватель

Vadim N. Nurminsky, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук

к.б.н., старший научный сотрудник

Olga I. Grabelnykh, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук

д.б.н., зав. лабораторией

Natalia V. Ozolina, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук

д.б.н., зав. лабораторией

Veronika V. Gurina, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук

к.б.н., младший научный сотрудник

Ekaterina V. Spiridonova, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук

к.б.н., научный сотрудник

Литература

Список литературы

Алаудинова Е. В., Миронов П. В. Липиды меристем лесообразующих хвойных пород центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 2. Особенности метаболизма жирных кислот фосфолипидов меристем Larix sibirica ledeb., Picea obovata L. и Pinus sulvestris L. // Химия растительного сырья. 2009. Т. 2. С. 71–76.

Влияние низких температур на жирнокислотный состав контрастных температур по холодоустойчивости видов злаков / Макаренко С. П., Дударева Л. В., Катышев А. И., Коненкина Т. А., Назарова А. В., Рудиковская Е. Г., Соколова Н. А., Черникова В. В., Константинов Ю. М. // Биологические мембраны. 2010. № 27. С. 482–488.

Гималов Ф. Р. Восприятие растениями холодового сигнала, или как устроен растительный «Термометр» // Известия Уфимского научного центра РАН. 2018. № 2. С. 19–24. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2018-0-2-19-24

Демиденко Г.А. Морфометрические особенности проростков семян разных сортов яровой пшеницы при использовании азотных удобрений // Вестник КрасГАУ. 2020. № 6. С. 20–27. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-6-20-27

Динамика сезонных изменений жирнокислотного состава, степени ненасыщенности жирных кислот и активности ацил-липидных десатураз в тканях некоторых лекарственных растений, произрастающих в условиях предбайкалья / Граскова И. А., Дударева Л. В., Живетьев М. А., Столбикова, А. В., Соколова Н. А., Войников В. К. // Химия растительного сырья. 2011. № 4. С. 223–230.

Жирнокислотный состав фракций суммарных липидов почек растений рода Betula L. по фазам распускания / Морозова И. В., Чернобровкина Н. П., Ильинова М. К., Робонен Е. В., Цыдендамбаев В. Д., Пчёлкин В. П. // Физиология растений. 2021. Т. 68. № 1. С. 85–92. https://doi.org/10.31857/S0015330321010139

Кондратенко Е. П., Соболева О. М., Сухих А.С. Влияние электромагнитного поля СВЧ на жирнокислотный состав hordeum sativum // Химия растительного сырья. 2017. № 3. С. 93–99. https://doi.org/10.14258/jcprm.2017031792

Лось Д.А. Десатуразы жирных кислот. М. Научный мир, 2014. 370 с.

Морфофизиологические особенности проростков пшеницы (Triticum aestivum L.) при воздействии наночастиц никеля / Зотикова А. П., Астафурова Т. П., Буренина А. А., Сучкова С.А., Моргалев Ю.Н. // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 3. С. 578–586. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.3.578rus

Семинченко Е.В., Солонкин А.В. Влияние климатических факторов на урожай озимой пшеницы и ярового ячменя в условиях сухой степи Нижнего Поволжья // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2022. Т. 14. № 3. С. 58-74. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2022-14-3-58-74

Сидоров Р. А., Цыдендамбаев В. Д. Биосинтез жирных масел у высших растений // Физиология растений. 2014. T. 61. С. 3–22.

Allen B., Wu J., Doan H. Inactivation of Fungi Associated with Barley Grain by gaseous ozone // Journal of Environmental Science and Health. 2003, Part B, vol. 38, no. 5, pp. 617-630. https://doi.org/10.1081/PFC-120023519

Application of ozone in grain processing / Tiwari B.K., Brennan C.S., Curran T., Gallagher E., Cullen P.J., O’ Donnell C.P. // Journal of Cereal Science. 2010, vol. 51. no, 3. pp. 248–255. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2010.01.007

Bligh E. G., Dyer W. J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Can. J. Biochem. Physiol. 1959, vol. 37, pp. 911–917.

Christie W. W. Equivalent chain lengths of methyl ester derivatives of fatty acids on gas chromatography: a reappraisal // J. Chromatogr. 1988, vol. 447, pp. 305–314.

Isikber A. A., Athanassiou C. G. The use of ozone gas for the control of insects and micro-organisms in stored products // Journal of Stored Products Research. 2015, vol. 64, pp. 139-145. https://doi.org/10.1016/j.jspr.2014.06.006

Lim G. H., Singhal R., Kachroo A., Kachroo P. Fatty Acid – and Lipid-Mediated Signaling in Plant Defense // Annu. Rev. Phytopathol. 2017, vol. 55, pp. 505–536. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-080516-035406

Lyons J. M., Wheaton T. A., Pratt H. K. Relationship between the physical nature of mitochondrial membranes and chilling sensitivity in plant // Plant Physiology. 1964. vol. 39, pp. 262–268.

Niu Y., Xiang Y. An Overview of Biomembrane Functions in Plant Responses to High-Temperature Stress // Front. Plant Sci. 2018, vol. 9, pp. 915. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00915

Rifna E.J., Ratish Ramanan K., Mahendran R. Emerging technology applications for improving seed germination // Trends in Food Science & Technology. 2019, vol. 86, pp. 95–108. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.02.029

The Effect of Surface Barrier Discharge Plasma Products on the Germination of Cereals / Lazukin A.V., Grabel’nykh O. I., Serdyukov Yu. A., Pobezhimova T. P., Nurminskii V. N., Korsukova A. V., Krivov S. A. // Tech. Phys. Lett. 2019, vol. 45. no 1, pp. 16–19. https://doi.org/10.1134/S1063785019010292

The response of rice grain quality to ozone exposure during growth depends on ozone level and genotype / Frei M., Kohno Y., Tietze S., Jekle M., Hussein M. A., Becker T., Becker K. // Environmental Pollution. 2012, vol. 163, pp. 199–206. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.12.039

Treatment of spring wheat seeds by ozone generated from humid air and dry oxygen / Lazukin A., Serdukov Y., Pinchuk M., Stepanova O., Krivov S., Lyubushkina, I. // Res. Agr. Eng. 2018, vol. 64, pp. 34-40. https://doi.org/10.17221/106/2016-RAE

Upchurch R. G. Fatty acid unsaturation, mobilization, and regulation in the response of plants to stress // Biotechnol Lett. 2008, vol. 30. no. 6, pp. 967–977. https://doi.org/10.1007/s10529-008-9639-z

Wu Q., Liu T., Liu H., Zheng G. Unsaturated fatty acid: Metabolism, synthesis and gene regulation // African Journal of Biotechnology. 2009, vol. 8. no, 9. pp. 1782–1785.

Zhu F. Effect of ozone treatment on the quality of grain products. Food Chemistry // 2018, vol. 264, pp. 358–366. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.05.047

References

Alaudinova E. V., Mironov P. V. Lipidy meristem lesoobrazuyushchikh khvoynykh porod tsentral'noy Sibiri v usloviyakh nizkotemperaturnoy adaptatsii. 2. Osobennosti metabolizma zhirnykh kislot fosfolipidov meristem Larix sibirica ledeb., Picea obovata L. i Pinus sulvestris L. [Lipids of meristems of forest-forming conifers of Central Siberia under conditions of low-temperature adaptation. 2. Features of fatty acid metabolism of phospholipids of meristems of Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. and Pinus sulvestris L]. Khimija Rastitel’nogo Syr’ja, 2009, vol. 2, pp. 71-76.

Makarenko S. P., Dudareva L. V., Katyshev A. I., Konenkina T. A., Nazarova A. V., Rudikovskaya E. G., Sokolova N. A., Chernikova V. V., Konstantinov Yu. M. Vliyanie nizkikh temperatur na zhirnokislotnyy sostav kontrastnykh temperatur po kholodoustoychivosti vidov zlakov [The effect of low temperatures on fatty acid composition of crops with different cold resistance]. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 2010, no. 27, pp. 482-488.

Gimalov F. R. Vospriyatie rasteniyami kholodovogo signala, ili kak ustroen rastitel'nyy «Termometr» [Perception of cold signal by plants, or how the plant “thermometer” is set up]. Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra RAN, 2018, no. 2, pp. 19–24. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2018-0-2-19-24

Demidenko G.A. Morfometricheskie osobennosti prorostkov semyan raznykh sortov yarovoy pshenitsy pri ispol'zovanii azotnykh udobreniy [Morphometric features of seed seedlings of different varieties of spring wheat when using nitrogen fertilizers]. Vestnik KrasGAU, 2020, no. 6, pp. 20–27. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-6-20-27

Graskova I. A., Dudareva L. V., Zhivetiev M. A., Stolbikova A. V., Sokolova N. A., Voinikov V. K. Dinamika sezonnykh izmeneniy zhirnokislotnogo sostava, stepeni nenasyshchennosti zhirnykh kislot i aktivnosti atsil-lipidnykh desaturaz v tkanyakh nekotorykh lekarstvennykh rasteniy, proizrastayushchikh v usloviyakh predbaykal'ya [Dynamics of seasonal changes in fatty acid composition, degree of unsaturation of fatty acids and activity of acyl-lipid desaturases in tissues of some medicinal plants growing in the pre-Baikal region]. Khimija Rastitel’nogo Syr’ja, 2011, no. 4, pp. 223–230.

Morozova I. V., Chernobrovkina N. P., Ilinova M. K., Robonen E. V., Tsydendambayev V. D., Pchelkin V. P. Zhirnokislotnyy sostav fraktsiy summarnykh lipidov pochek rasteniy roda Betula L. po fazam raspuskaniya [Fatty acid composition of fractions of total lipids of buds of plants of the genus Betula L. by phases of budding]. Russian Journal of Plant Physiology, 2021, vol. 68, no. 1, pp. 85–92. https://doi.org/10.31857/S0015330321010139

Kondratenko E. P., Soboleva O. M., Sukhikh A. S. Vliyanie elektromagnitnogo polya SVCh na zhirnokislotnyy sostav hordeum sativum [Influence of microwave electromagnetic field on the fatty acid composition of seedlings hordeum sativum]. Khimija Rastitel’nogo Syr’ja, 2017, no. 3, pp. 93–99. https://doi.org/10.14258/jcprm.2017031792

Los D. A. Desaturazy zhirnykh kislot [Fatty acid desaturases]. Moscow, Russia: Scientific world, 2014, 370 p.

Zotikova A. P., Astafurova T. P., Burenina A. A., Suchkova S.A., Morgalev Yu.N. Morfofiziologicheskie osobennosti prorostkov pshenitsy (Triticum aestivum L.) pri vozdeystvii nanochastits nikelya [Morphophysiological features of wheat seedlings (Triticum aestivum L.) under the influence of nickel nanoparticles]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya, 2018, vol. 53, no. 3, pp. 578–586. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.3.578rus

Semenchenko E.V., Solonkin A.V. Vliyanie klimaticheskikh faktorov na urozhay ozimoy pshenitsy i yarovogo yachmenya v usloviyakh sukhoy stepi Nizhnego Povolzh'ya [The influence of climatic factors on the yield of winter wheat and spring barley in the conditions of the dry steppe of the Lower Volga region]. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2022, vol. 14, no. 3, pp. 58-74. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2022-14-3-58-74

Sidorov R. A. & Tsydendambaev V. D. Biosintez zhirnykh masel u vysshikh rasteniy [Biosynthesis of fatty oils in higher plants]. Russian Journal of Plant Physiology, 2014, vol. 61, pp. 1–18. https://doi.org/10.1134/S1021443714010130

Allen B., Wu J., Doan H. Inactivation of Fungi Associated with Barley Grain by gaseous ozone. Journal of Environmental Science and Health, 2003, Part B, vol. 38, no. 5, pp. 617-630. https://doi.org/10.1081/PFC-120023519

Application of ozone in grain processing. Tiwari B.K., Brennan C.S., Curran T., Gallagher E., Cullen P.J., O’ Donnell C.P. Journal of Cereal Science, 2010, vol. 51, no. 3, pp. 248–255. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2010.01.007

Bligh E. G., Dyer W. J. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol, 1959, vol. 37, pp. 911–917.

Christie W. W. Equivalent chain lengths of methyl ester derivatives of fatty acids on gas chromatography: a reappraisal. J. Chromatogr, 1988, vol. 447, pp. 305–314.

Isikber A. A., Athanassiou C. G. The use of ozone gas for the control of insects and micro-organisms in stored products. Journal of Stored Products Research, 2015, vol. 64, pp. 139-145. https://doi.org/10.1016/j.jspr.2014.06.006

Lim G. H., Singhal R., Kachroo A., Kachroo P. Fatty Acid – and Lipid-Mediated Signaling in Plant Defense. Annu. Rev. Phytopathol, 2017, vol. 55, pp. 505–536. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-080516-035406

Lyons J. M., Wheaton T. A., Pratt H. K. Relationship between the physical nature of mitochondrial membranes and chilling sensitivity in plant. Plant Physiology, 1964. vol. 39, pp. 262–268.

Niu Y., Xiang Y. An Overview of Biomembrane Functions in Plant Responses to High-Temperature Stress. Front. Plant Sci., 2018, vol. 9, pp. 915. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00915

Rifna E.J., Ratish Ramanan K., Mahendran R. Emerging technology applications for improving seed germination. Trends in Food Science & Technology, 2019, vol. 86, pp. 95–108. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.02.029

The Effect of Surface Barrier Discharge Plasma Products on the Germination of Cereals / Lazukin A.V., Grabel’nykh O. I., Serdyukov Yu. A., Pobezhimova T. P., Nurminskii V. N., Korsukova A. V., Krivov S. A. Tech. Phys. Lett., 2019, vol. 45, no. 1, pp. 16–19. https://doi.org/10.1134/S1063785019010292

The response of rice grain quality to ozone exposure during growth depends on ozone level and genotype / Frei M., Kohno Y., Tietze S., Jekle M., Hussein M. A., Becker T., Becker K. Environmental Pollution, 2012, vol. 163, pp. 199–206. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.12.039

Treatment of spring wheat seeds by ozone generated from humid air and dry oxygen / Lazukin A., Serdukov Y., Pinchuk M., Stepanova O., Krivov S., Lyubushkina, I. Res. Agr. Eng., 2018, vol. 64, pp. 34-40. https://doi.org/10.17221/106/2016-RAE

Upchurch R. G. Fatty acid unsaturation, mobilization, and regulation in the response of plants to stress. Biotechnol Lett., 2008, vol. 30, no. 6, pp. 967–977. https://doi.org/10.1007/s10529-008-9639-z

Wu Q., Liu T., Liu H., Zheng G. Unsaturated fatty acid: Metabolism, synthesis and gene regulation. African Journal of Biotechnology, 2009, vol. 8. no, 9. pp. 1782–1785.

Zhu F. Effect of ozone treatment on the quality of grain products. Food Chemistry, 2018, vol. 264, pp. 358–366. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.05.047


Просмотров аннотации: 69
Загрузок PDF: 21
Опубликован
2023-12-29
Как цитировать
Kapustina, I., Lazukin, A., Nurminsky, V., Grabelnykh, O., Ozolina, N., Gurina, V., & Spiridonova, E. (2023). СОДЕРЖАНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОРОСТКОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) ИЗ СЕМЯН, ОБРАБОТАННЫХ ОЗОНОМ. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 15(6), 125-147. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2023-15-6-962
Раздел
Сельскохозяйственные исследования